González Saldaña Jesús

Ejercicios de reposición de Química Analítica Laboratorio.

Balanceo Redox

1. Ajustar la siguiente reacción:

MnO4- + NO2

- Mn2+ + NO3-

a) Primero comenzaremos ver las semireacciones de las especies cambiantes en la reacción global. Comenzamos primero por las especies de Manganeso:

MnO4- Mn2+

b) Comenzamos por balancear por masa, en este caso el manganeso esta en proporción de 1:1, por lo que procedemos al balanceo de cargas.

c) De un lado tenemos el anión permanganato donde si se hacen las cuentas podremos observar el grado de oxidación del Manganeso en esta especie:

Oxigeno: (2- ) * 4= 8-

Para que la carga de todo el anión sea 1-, se puede ver que el Manganeso debe de “trabajar” con una carga de 7+.

Del otro lado, Se tiene el catión Mn 2+ por que el balanceo por cargas implica que el Mn7+ gana 5 e- para ser Mn2+.Esto es Mn7+ se reduce.

La semireacción queda de la siguiente forma:

MnO4- + 5e- Mn2+

d) A continuación los oxígenos se balancean con moléculas de agua del lado contrario.

MnO4- + 5e- Mn2+ + 4H2O

e) Ahora se Balancea los Hidrógenos:

MnO4- +8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O

a.1) Para la siguiente reacción:

NO2- NO3

-

b.1) Balanceo por masa: se observa que el nitrógeno esta en relación 1:1.

c.1) Balanceo de carga:

NO2- :

Oxigeno: (-2)* 2= -4

González Saldaña Jesús

Por lo que para que la carga del anión sea de -1, el nitrógeno debe tener grado de oxidación = +3.

NO3- :

Oxigeno: (-2)*3 = -6

Por lo que para que la carga del anión sea de -1, el nitrógeno debe tener grado de oxidación = +5.

Lo que nos dice que el Nitrógeno pasa de un estado de oxidación menor a uno mayor (cede e-) ósea se Oxida. La reacción queda de la siguiente manera.

NO2- NO3

- + 2e-

d.1) Balanceo de Oxigeno:

Se pone una molécula de Agua del lado del reactivo para compensar con los 2 oxígenos del NO2-

los 3 oxígenos del lado del producto.

NO2-+ H2O NO3

- + 2e-

e.1) Balanceo de Hidrógenos:

NO2-+ H2O NO3

- + 2e-+ 2H+

f) Debemos de multiplicar la semireacción 1 por 2 y la segunda por 5 para que el número de electrones cedidos sea igual al número de electrones ganados.

g) Sumar las dos semireacciones:

2MnO4- +16H+ + 10e- 2 Mn2+ + 8H2O

5NO2-+ 5H2O 5NO3

- + 10e-+ 10H+

2MnO4- + 6H+ +5NO2

- 2 Mn2+ + 5NO3- +3H2O

h) De este modo obtenemos al final la ecuación ajustada.

2MnO4- + 6H+ +5NO2

- 2 Mn2+ + 5NO3- +3H2O

Bibliografía:

Fundamentos de Química Analítica; Skoog,Douglas A., Octava Edición, Ed. Thomson. Pp 499.

González Saldaña Jesús

2. Ajustar la siguiente reacción:

H2O2 + Ce4+ O2 (g) + Ce3+

a) Primero comenzaremos ver las semireacciones de las especies cambiantes en la reacción global. Comenzamos primero por las especies de Oxigeno:

H2O2 O2 (g)

b) Comenzamos por balancear por masa, en este caso el Oxigeno esta en proporción de 2:2, por lo que procedemos al balanceo de cargas.

c) De un lado tenemos el Peróxido de Hidrogeno donde si se recuerda la teoría, el oxigeno tiene grado de oxidación -1 en peróxidos, por lo que al ser dos oxígenos la carga viene a ser de -2.

Del otro lado, Se tiene al oxigeno molecular, por definición los elementos en su forma molecular presentan grados de oxidación de 0, por lo que en esta semireacción el oxigeno esta cediendo 2 electrones (Se oxida).

La semireacción queda de la siguiente forma:

H2O2 O2 (g) + 2e-

d) Ahora se Balancea los Hidrógenos:

H2O2 O2 (g) + 2e- + 2H+

a.1) Para siguiente semireacción:

Ce4+ Ce3+

b.1) Balanceo por masa: Cerio esta en proporción 1:1 por lo que no hay que hacer modificaciones en la masa.

c.1) Balanceo de cargas:

Ce4+ gana un e- pasando de un estado de oxidación mayor a uno menor (se Reduce).

e- +Ce4+ Ce3+

e) Se suman las semireacciones, antes, se multiplica por uno la semireacción 1 y por 2 la semireacción 2, esto para que el numero de electrones cedidos sea igual al numero de electrones aceptados.

H2O2 O2 (g) + 2e- + 2H+

2e- +2Ce4+ 2 Ce3+

H2O2 +2Ce4+ O2 (g) +2 Ce3++ 2H+

González Saldaña Jesús

f) De este modo obtenemos la ecuación ajustada.

Bibliografía:

Fundamentos de Química Analítica; Skoog,Douglas A., Octava Edición, Ed. Thomson. Pp 526, ejercicio 18.7 (f).

Molaridad

3. Se desean preparar 200mL de una disolución acuosa 0.42 Molar de HCl. El peso molecular del ácido clorhídrico es de 36.5 g/mol ¿cuantos gramos de HCl se requieren si su pureza es del 48%?

a) Del peso molecular del HCl se sabe que 1 mol equivale a 36.5 g, ahora para preparar una solución 1M re requiere una mol de HCl esto es 36.5 g en un litro de agua. El calculo estequimetrico queda de la siguiente forma:

0.42mol (36.5 g1mol )=15.33gb) Para preparar una solución 0.42M se requieren 15.33g de HCl para un litro de disolución,

pero… para preparar solo 200mL. El calculo estequimetrico queda así:

0.2 L( 15.33g1 L )=3.07 gAhora sabemos que se requieren 3.07 g de HCl para preparar una 200 mL de una solución 0.42M.

c) Ahora si la pureza del acido es del 48% se realiza el siguiente calculo.3.07g×100%

48%=6.39 g HCl

Se requieren 6.39 g de HCl (48% de pureza) para preparar 200mL de una disolución 0.42M.

Bibliografía:Fundamentos de Química Analítica, Teoría y ejercicios; Cañizares Macías, Duarte Lisci; Facultad de Química, UNAM, México 2009; Pp 40.